大别造山带早白垩世基性岩的同位素特征及下地壳物质对岩浆源区的贡献

大别造山带中生代岩浆岩的物质来源和成因机制,是大陆碰撞造山带研究的热点和前沿问题之一.本文通过对北大别椒子岩和沙村岩体的早白垩世基性岩进行全岩的主量、微量元素特别是Pb-Sr-Nd同位素研究,探讨了北大别基性岩的岩浆源区性质及下地壳的贡献.椒子岩基性岩的(87Sr/86Sr);的范围为0.7072～0.7075,εNd(t)范围为-10.4～11.9;椒子岩和沙村基性岩的(206Pb/204Pb)i为16.464～17.394,(207Pb/204Pb)i为15.349～15.453,(208Pb/204Pb)i为37.338～37.976.这样的同位素组成显示岩浆源区中下地壳物质的贡献显著;尤其Pb同位素特征表明下地壳贡献来自大别造山带自身的下地壳.下地壳物质的参与可能与拆沉有关.     

华北克拉通南缘栾川群的形成时代、物源及其对区域构造演化的意义：锆石U- Pb年代学和Hf同位素制约

栾川群沿秦岭造山带和华北克拉通两大构造单元的结合部分布,其时代归属和构造意义长期存在争议。本文从锆石U-Pb年代学和Hf同位素角度对栾川群进行物源分析和区域对比分析,为合理地理解华北克拉通南缘晚前寒武纪构造演化提供重要证据。栾川群上部大红口组浅变质粗面岩的结晶年龄为854±8Ma,成因以古元古代晚期陆壳物质的再循环或改造为主。栾川地区栾川群变碎屑岩中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄和大红口组浅变质粗面岩及相关侵入岩的结晶年龄限定栾川群沉积时代在917～844Ma,属于新元古代青白口纪。白术沟组中上部、煤窖沟组和鱼库组变碎屑岩的碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征一致,碎屑锆石U-Pb年龄集中在1.85～1.10Ga之间,北秦岭地体是最可能的物源区;Hf两阶段模式年龄(T_(DM2))为1.33～2.92Ga,揭示源区经历了～1.45Ga、～1.8Ga、～2.1Ga和～2.5Ga四期元古代陆壳增生。栾川群白术沟组下部和白术沟组中上部至鱼库组之间截然不同的碎屑锆石年龄谱图表明白术沟组沉积期间物源区由华北克拉通转变为北秦岭块体,沉积构造背景由被动大陆边缘转化为碰撞造山和后碰撞伸展环境。北秦岭地体原来应属于华北克拉通的一部分,至少在华北克拉通南缘至东缘地区曾存在与北秦岭地体类似的中、新元古代构造带。该构造带强烈地参与了Columbia超大陆裂解和Rodinia超大陆汇聚及裂解过程,在新元古代早期与华北克拉通曾短暂的拼合并造山,转变为华北克拉通周缘沉积盆地的主要物源供给区。     

长江中下游繁昌盆地火山岩年代学和地球化学:岩石成因和地质意义

长江中下游地区发育多个中生代火山盆地,自西向东依次为金牛、怀宁、庐枞、繁昌、宁芜、溧水和溧阳盆地.繁昌盆地自下而上发育中分村组、赤沙组和蝌蚪山组火山岩.中分村组下段和上段流纹岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果分别为131.2±1.1Ma和129.1±1.3Ma,和蝌蚪山组流纹岩的形成时代(130.7±1.1Ma)在误差范围内一致,表明繁昌盆地火山岩喷发持续时间较短.中分村组发育英安岩和流纹岩,赤沙组以粗安岩为主,并有少量的流纹岩,两者的SiO2含量分别为64.36％ ～75.45％和63.08％ ～69.75％.中分村组和赤沙组火山岩的稀土和微量元素特征基本一致,均富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nd、P和Ti,其中,流纹岩表现为Eu的负异常.中分村组样品的87Sr/86 Sr(t)为0.7060 ～ 0.7074,εNd(t)为-7.91～ -8.11,赤沙组样品的87Sr/86Sr(t)为0.7073,εNd(t)为-6.62～ -6.71,和蝌蚪山组玄武岩的Sr-Nd同位素组成很相似.综合分析表明,中分村组火山岩为岩石圈地幔部分熔融的岩浆底侵形成的下地壳再次部分熔融的产物,并经过辉石、角闪石、斜长石和磷灰石的结晶分异.赤沙组粗安岩为岩石圈地幔部分熔融形成的玄武岩浆,经过橄榄石、辉石、斜长石和钛铁氧化物结晶分异形成.岩石圈地幔的部分熔融在长江中下游地区中生代火山岩中表现的最为集中,表明～ 130Ma时期为本地区的拉张峰期.     

贵池岩体的锆石定年和地球化学:岩石成因和深部过程

贵池地区的贵池岩体和茅坦岩体是下扬子地区两个重要的A型花岗岩岩体.野外岩相学观察将贵池岩体分为中心相和边缘相.在前人工作的基础上,对其进行了锆石U-Pb定年以及元素、同位素地球化学研究.两个岩体的SiO2和K2O含量高,MgO、Al2O3、CaO、P2O5、MnO、TiO2含量低;K2O/Na2O比值、FeOT/MgO比值高,碱铝比(NK/A)在0.88 ～0.93之间,铝过饱和度(A/CNK)在1.02 ～1.10之间.同时,这些岩体稀土含量较高,轻稀土富集,具有明显的Eu负异常,大离子亲石元素Ba、Sr明显负异常以及很低的Cr、Ni含量.初始87Sr/86Sr (t)比值介于0.7065 ～0.7111之间,εNd(t)较为集中,为-6.7 ～-7.3.其中,贵池岩体边缘相和茅坦岩体SiO2含量相对较高,全碱含量相对较低,稀土含量相对较低,TAS图上位于亚碱性系列,U -Pb定年结果分别为124.6±2.0Ma和127.7±1.8Ma;贵池岩体中心相SiO2含量相对较低,全碱含量相对较高,TAS图上位于碱性系列,U-Pb定年结果显示了两期岩浆活动,分别为145.4±3.2Ma和123.0±3.7Ma.综合分析表明,贵池岩体边缘相和茅坦岩体源于中上地壳的部分熔融;贵池岩体中心相是两期岩浆混合的产物,分别是早期来自富集岩石圈地幔结晶分异的中酸性碱性岩浆和晚期形成贵池岩体边缘相的A型花岗岩浆.结合长江中下游地区高碱钙碱性侵入岩和火山岩的研究成果,表明127 ～123Ma是长江中下游地区地壳伸展最强烈的阶段.     

华北克拉通南缘四十里长山地区中生代脉岩的锆石 U-Pb 定年及成因初探

华北克拉通南缘四十里长山地区岩浆活动弱,仅发育中生代脉岩,因此缺乏对形成时代和岩浆作用的研究。本文依据四十里长山地区脉岩的锆石LA-ICPMS U-Pb定年结果和全岩元素地球化学分析确定其形成时代及成因。四十里长山地区脉岩由基性、酸性两个端元组成,按岩性可分为煌斑岩脉岩、花岗斑岩脉岩及正长岩类脉岩,其侵位年龄分别为：80.9±1.8 Ma、86.1±1.0 Ma和85.6±1.0 Ma,构成一套晚白垩世双峰式侵入岩组合。四十里长山地区基性煌斑岩起源于富集大陆岩石圈地幔的部分熔融岩浆,内含416 Ma左右的继承性锆石和偏钠质的煌斑岩,暗示了地幔源区含俯冲扬子陆壳的混入岩和软流圈地幔的改造;酸性脉岩属于A型花岗质岩石,起源于底侵的幔源基性岩浆诱发地壳物质部分熔融形成的壳源酸性岩浆以及它们的混合岩浆。中国东部乃至东北亚地区晚白垩世火成岩的空间展布特征证实,四十里长山地区双峰式脉岩的形成与太平洋板块向欧亚大陆下俯冲作用相联系,其形成于类似弧后盆地的板内伸展环境。     

长江中下游地区晚中生代岩浆岩氧逸度特征及意义

长江中下游地区是我国东部重要的多金属成矿区,区内中生代岩浆活动强烈,可分为4个阶段。本文选择代表性岩石,开展了锆石原位微量元素测试,结合全岩数据,应用拟合法、插值法进行锆石氧逸度估算。结果表明：相比插值法,拟合法获得的锆石氧逸度数据结果更加准确集中,分布趋势更加明显,尤其修改的M估计估算方法可有效削弱拟合法估算过程中遇到的轻重稀土元素异常分馏等不利影响。最终确定,基于全岩和锆石微量元素数据的最小二乘法估算结果更加符合实际。长江中下游地区晚中生代4个阶段岩浆岩的氧逸度普遍较高,其中第1和第4阶段岩浆岩氧逸度相似,为高氧逸度岩浆岩,第2与第3阶段岩浆岩的氧逸度较低,表现出晚中生代早期到晚期,岩浆氧逸度从高降低、再升高的变化趋势。各阶段岩浆岩的氧逸度高低与岩浆起源和成矿属性有着良好的对应关系。     

长江中下游地区繁昌盆地火山岩成因:锆石Hf-O同位素制约

繁昌盆地是长江中下游地区沿江火山盆地之一,目前针对该盆地火山岩的研究相对薄弱,因此本文选择该盆地中分村组流纹岩、赤沙组粗安岩、蝌蚪山组流纹岩为研究对象,结合本课题组前期发表的研究成果,开展锆石原位Hf-O同位素和U-Pb年代学研究,以期深入探讨繁昌盆地火山岩的岩石成因。中分村组流纹岩、赤沙组粗安岩、蝌蚪山组流纹岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果分别为132.1±1.5Ma、129.1±1.8Ma和129.5±3.3Ma。三组火山岩的εHf(t)值分别为-8.2~-5.8、-6.0~-3.4、-7.4~-2.2,δ18O值分别为6.3‰~7.9‰、7.0‰~7.8‰、6.6‰~8.2‰,从中分村组到赤沙组再到蝌蚪山组εHf(t)、δ18O值逐渐升高。综合分析表明:中分村组、赤沙组、蝌蚪山组火山岩的源区相似,它们是新元古新生地壳熔融形成的岩浆和少量的富集岩石圈地幔部分熔融形成的岩浆混合后经结晶分异形成。从148~133Ma至132~126Ma,本地区经历了俯冲带构造环境至拉张环境的转换,古太平洋板片的俯冲及后撤的转换时间在132Ma左右。     

山东胶州大西庄辉石巨晶Sr-Nd同位素组成及其源区性质

胶州大西庄玄武岩（73 Ma）中的辉石巨晶与寄主玄武岩具有几乎完全相同的同位素组成,其⁸⁷Sr/⁸⁶Sr（t）和ε_Nd（t）分别为0.703 3～0.704 1、+4.5～+6.5和0.703 5～0.703 8、+7.1～+7.6,暗示辉石巨晶和寄主岩具有相同的地幔源区,即辉石巨晶是玄武岩浆在高压下结晶的产物.亏损的同位素特征表明：在白垩世末期（～73 Ma）,胶东地区的岩石圈地幔已经由富集转变为亏损,表现出类似于中国东部新生代地幔的同位素特征,即表明当时岩石圈减薄（或置换）已经完成.     

安徽张八岭隆起南段中生代岩浆作用:岩石成因和构造指示意义

郯庐断裂带南段的张八岭隆起区广泛发育燕山期岩浆岩。其岩石类型以花岗岩、花岗闪长岩、二长岩、闪长岩、花岗闪长岩和石英二长岩为主。包括主要分布在张八岭隆起北段的高镁埃达克岩和南段肥东地区的低镁埃达克岩。本研究选取肥东地区竹园张岩体做研究对象,发现竹园张岩体沿郯庐主断裂带侵位,岩性为闪长岩。通过锆石LA-ICPMS精确定年得到竹园张岩体的年龄为128.2 Ma±2.3 Ma(1个样品),这一年龄与张八岭地区晚中生代燕山期岩浆作用的峰期一致,属于白垩世早期产物。竹园张岩体为中性侵入体,2个样品测定其SiO_2质量分数为57.99%~61.27%,富K(w(K_2O)2.72%~3.35%,属于高钾钙碱性准铝质系列,并具有与埃达克质岩类似的地球化学特征,无明显的Eu异常(Eu/Eu~*=0.95~1.06),富集w(Ba)(1 745×10~(-6)~2 100×10~(-6)),w(U)(1.21×10~(-6)~1.18×10~(-6)),w(K)(3 536×10~(-6)~4 614×10~(-6))等大离子亲石元素,亏损w(Nb)(7.9×10~(-6)~8.9×10~(-6)),w(Ta)(0.4×10~(-6)~0.6×10~(-6)),w(Ti)等高场强元素,A/CNK值小于1,属于准铝质I型花岗岩。竹园张岩体的~(87)Sr/~(86)Sr(t)初始比值为(0.706 1~0.706 2),ε_(Nd)(t)为(-16.66~-19.38)。综合地球化学研究表明,竹园张埃达克质岩石不是由年轻的洋壳部分熔融或同化混染分离结晶(AFC)或岩浆混合形成的,较低的ε_(Nd)(t)、较低的放射性成因Pb(~(206)Pb/~(204)Pb_i=16.495~16.514)进一步岩石成因可能是拆沉下地壳的部分熔融,并可能经历了一定程度的分离结晶作用,岩浆侵位过程中没有明显的中、上地壳混染。     

下扬子繁昌地区花岗岩成因:锆石年代学和Hf-O同位素制约

下扬子繁昌地区出露的三个规模较大的侵入岩体分别是板石岭岩体、浮山岩体和滨江岩体,岩石类型分别以石英二长岩、钾长花岗岩以及花岗岩为主.三个岩体的锆石LA-ICPMS U-Pb定年给出了较为一致的形成年龄,分别为124.9±1.7Ma、126.4±1.7Ma和124.6±4.7Ma(滨江粗粒花岗岩)及123.0±1.8Ma(滨江花岗斑岩).下扬子沿江地区中生代岩浆岩可以划分为三个阶段,这三个岩体的形成时代与下扬子沿江地区其它A型花岗岩一致,均属于第三阶段岩浆活动的产物.三个岩体均表现为轻稀土富集和不同程度的Eu负异常,以及A型花岗岩所特有的Ba和Sr选择性亏损特征.板石岭岩体的锆石εHf(t)值和δ18O值分别为-2.7～-6.3、6.7 ～7.4,其全岩87Sr/86Sr(t)比值和εNd(t)值分别为0.7072和-6.8.浮山岩体的锆石εHf(t)值和δ18O值分别为-1.6 ～ -7.9和7.1～9.1,其全岩87Sr/86Sr (t)比值和εNd(t)值分别为0.7076和-7.7.滨江岩体的锆石εHf(t)值和δ18O值分别为0～ -6.6和8.0 ～10.3,其全岩87Sr/86 Sr(t)比值和εNd(t)值分别为0.7078和-3.4.综合分析表明,滨江岩体为新元古花岗岩形成的中上地壳深熔的产物,板石岭和浮山岩体的岩浆来源于形成滨江岩体的壳源岩浆和幔源岩浆不同比例的混合.下扬子沿江地区三个阶段岩浆岩的成因和岩浆物质来源指示了一个较为清晰在拉张强度逐渐增加背景下的深部地质作用演化过程.